.NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始

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.NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始

杰克.陈 2014-03-12 19:28:00 浏览634
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原文:.NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始

.NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始
    
    前言:我们一步步的从简单的开始讲述,还是沿用我一直的方式:慢慢演化,步步为营。

    本篇文章的议题如下:
    1.Task基础介绍
    2.Task的创建

    3.获取Task的执行结果

  4. 补充细节

 

  系列文章链接:

  .NET 4 并行(多核)编程系列之一入门介绍

  .NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始 

  .NET 4 并行(多核)编程系列之三 从Task的取消 

  .NET 4 并行(多核)编程系列之四 Task的休眠 

  .NET 并行(多核)编程系列之五 Task执行和异常处理 

  .NET 并行(多核)编程系列之六 Task基础部分完结篇 

  .NET 并行(多核)编程系列之七 共享数据问题和解决概述

 


    1.Task基础介绍

 

    首先我们还是来看看一段简单的代码:
   

    这里展示的只是一段简单的代码,不能显示出并行编程的特点。但是我们还是从最基本的开始看,慢慢进入深一点的话题。
    
    如果你曾经用过.NET 中的多线程编程,比较一下,就会发现:这段代码虽然在底层还是使用了多线程,但是写法上却简化了很多,一行代码就实现了一个并行编程。
    
    下面我们就从Task类开始谈。
    Task类是Task Programming Library(TPL)中最核心的一个类,下面我将会像大家展示如何使用一些方法来创建不同类型的Task,
取消Task,等待Task执行完成,获取Task执行后的结果和对异常进行处理。

    在开始讨论之前,我们首先快速的看看之前的代码:
  
    这个命名空间将会是我们之后在讲述并行编程经常使用的一个。这个空间包含了很多与并行编程有关的类。

    还有一个要你使用的命名空间是:System.Threading,大家对这个应该比较熟悉了,之前的多线程编程常常使用到,这个空间下包含了一些在并行编程中用来协调数据的一些类。

    上面代码中,最主要的代码如下:
   

  Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                Console.WriteLine(
"Hello World");
            });



    我们用静态方法:Task.Factory.StartNew()来创建了一个最简单的Task--在屏幕上打印一句话。这段代码确实简单,而且都没有任何输入和需要返回的结果。

    下面我们就正式进入议题:
    2.Task的创建   

  
    如果只是创建一个简单的Task,我们只要为该Task提供一个执行体就行了,执行体可以是一个委托delegate或者action。我们之前展示的那段代码就是采用了lambda表达式来作为Task的执行体。

    2.1 创建一个简单的Task

 

    为了执行一个简单的Task,一般进行以下步骤:
    首先,要创建一个Task类的实例,
    然后,传入一个System.Action委托,这个委托中的方法就是这个Task运行时你要执行的方法,而且这个委托必须作为Task构造函数的一个参数传入。我们在传入委托作为参数的时候有多种方式:传入匿名委托,
Lambda表达式或者一个显示什么方法的委托。
    最后,调用Task实例的Start()方法来运行。
    
    当这个Task实例开始运行的时候,它就被传给了内部的一个task scheduler,这个scheduler负责把我们创建的task交给底下的线程去执行。
    下面就看看代码:
   

代码
using System;
using System.Threading.Tasks;
namespace Listing_02
{
    
class Listing_02
    {
        
static void Main(string[] args)
        {

            
// use an Action delegate and a named method
            Task task1 = new Task(new Action(printMessage));
            
// use a anonymous delegate
            Task task2 = new Task(delegate
            {
                printMessage();
            });

            
// use a lambda expression and a named method
            Task task3 = new Task(() => printMessage());
            
// use a lambda expression and an anonymous method
            Task task4 = new Task(() =>
            {
                printMessage();
            });

            task1.Start();
            task2.Start();
            task3.Start();
            task4.Start();
            
// wait for input before exiting
            Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
            Console.ReadLine();
        }

        
static void printMessage()
        {
            Console.WriteLine(
"Hello World");
        }
    }
}



    不知道大家注意到了没有,上面代码创建Task的方法和我们之前的第一段代码的创建Task的方法不同。在之前我们采用的是Task.Factory.StartNew()方法来创建的,这个方法创建Task并且开始运行Task,其实两端代码的结果是一样的,这里给出一点建议:如果这是想简单的创建一个Task,那么使用Factory.NewStart()来创建,很简便,如果像对所创建的Task附加更多的定制和设置特定的属性,那么还是得一步一步的按照我们说的那些步骤来。(详细的我们后续会介绍的)

    2.1 为创建的Task传入参数  

  
    我们之前提过,在创建Task的时候,我们在构造函数中传入了一个System.Action的委托,如果我们想要把一些参数传入到Task中,那么我 们可以传入System.Action<object>的委托,其中的那个object就是我们传入的参数。还是给大家举个例子:
   

代码
using System;
using System.Threading.Tasks;
namespace Listing_04
{
    
class Listing_04
    {
        
static void Main(string[] args)
        {
            
string[] messages = { "First task""Second task",
"Third task""Fourth task" };
            
foreach (string msg in messages)
            {
                Task myTask 
= new Task(obj => printMessage((string)obj), msg);
                myTask.Start();
            }
            
// wait for input before exiting
            Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
            Console.ReadLine();
        }

        
static void printMessage(string message)
        {
            Console.WriteLine(
"Message: {0}", message);
        }
    }
}


    
    注意:我们在传入参数后,必须把参数转换为它们原来的类型,然后再去调用相应的方法。例子中,因为System.Action对应的方法是printMessage()方法,而这个方法的要求的参数类型是string,所以要转换为string。

  想向Task传入参素,只能用System.Action<object>

    3.获取Task的执行结果
     

   如果要获取Task的结果,那么在创建Task的时候,就要采用Task<T>来实例化一个Task,其中的那个T就是task执行完成之后返回结果的类型。之后采用Task实例的Result属性就可以获取结果。
    代码显示如下:
    

代码
 static void Main(string[] args)
        {
            
// create the task
            Task<int> task1 = new Task<int>(() =>
            {
                
int sum = 0;
                
for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    sum 
+= i;
                }
                
return sum;
            });
            
            task1.Start();
            
// write out the result
            Console.WriteLine("Result 1: {0}", task1.Result);
            
            Console.ReadLine();
        }


    只有在task执行完成之后,才能获取到Result的值。

    下面的代码展示了如何通过Task.Factory.StartNew<T>()创建一个Task,并且获取结果:
    

代码
  static void Main(string[] args)
        {
            
// create the task
            Task<int> task1 = Task.Factory.StartNew<int>(() =>
            {
                
int sum = 0;
                
for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    sum 
+= i;
                }
                
return sum;
            });

            
// write out the result
            Console.WriteLine("Result 1: {0}", task1.Result);
            
            Console.ReadLine();
        }



  4. 补充细节   

  在创建Task的时候,Task有很多的构造函数的重载,一个主要的重载就是传入TaskCreateOptions的枚举:     
    TaskCreateOptions.None:用默认的方式创建一个Task
    TaskCreateOptions.PreferFairness:请求scheduler尽量公平的执行Task(后续文章会将是,Task和线程一样,有优先级的)
    TaskCreateOptions.LongRunning:声明Task将会长时间的运行。
    TaskCreateOptions.AttachToParent:因为Task是可以嵌套的,所以这个枚举就是把一个子task附加到一个父task中。

    最后要提到的一点就是,我们可以在Task的执行体中用Task.CurrentId来返回Task的唯一表示ID(int)。如果在Task执行体外使用这个属性就会得到null。

    (熟悉WF的朋友,可以比较Task和WF的一些区别,因为我认为它们的设计思想很相近)

    今天就到这里了,多谢大家! 

 

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